Was ist API 622?
Der API 622-Standard gilt für Vergleichstests von Ventilpackungen für Prozessanwendungen unter Berücksichtigung diffuser Emissionen mit einem Testtemperaturbereich von -29 bis 538 Grad (-20 bis 1000 Grad F). Zu den von der Norm abgedeckten Schlüsselfaktoren, die sich auf die Leistung diffuser Emissionen auswirken, gehören Temperatur, Druck, thermische Zyklen, mechanische Zyklen und Korrosion.
Die Norm gilt für die Packungsprüfung der folgenden Ventiltypen:
Bei Ventilen mit steigender Spindel - bewegt sich die Spindel nur axial
Rotierende Schaftventile - Der Schaft dreht sich um 90 Grad
Bei Ventilen mit steigender-und-drehender Spindel - bewegt sich die Spindel sowohl axial als auch rotatorisch
| Testgegenstand | Testbedingungen | Akzeptanzkriterien | Testdauer |
|---|---|---|---|
| Test auf flüchtige Emissionen | 4137 kPag, 260 Grad, 1510 mechanische Zyklen | Statische Leckage Weniger als oder gleich 100 ppmv | 6 Tage |
| Umgebungskorrosionstest | 30 MPa Druckspannung, demineralisiertes Wasser | Beurteilung der Oberflächenkorrosion | 28 Tage |
| Hochtemperatur-Korrosionstest | 149 Grad, 45 bar, demineralisiertes Wasser | Beurteilung der Oberflächenkorrosion | 35 Tage |
| Verpackungsmaterialtest | Gewichtsverlust, Dichte, Schmierstoffgehalt usw. | Materialeigenschaften entsprechen den Anforderungen | Nach spezifischen Tests |
Technische Anforderungen für die Prüfung flüchtiger Emissionen
Die Prüfung flüchtiger Emissionen ist der Kerninhalt des API 622-Standards und bewertet die Dichtungsleistung des Packungssystems durch Simulation tatsächlicher Betriebsbedingungen. Das Testgerät verwendet einen horizontal montierten Testschaft, um die Arbeitsumgebung einer typischen Ventilstopfbuchse zu simulieren.
Spezifikationsanforderungen für Prüfgeräte
Die Norm spezifiziert zwei Größen von Prüfgeräten: das 1/8-Zoll-Packungsprüfgerät und das 1/4-Zoll-Packungsprüfgerät. Die wichtigsten Maßanforderungen sind wie folgt:
| Parameter | 1/8-Zoll-Verpackungsgerät | 1/4-Zoll-Verpackungsgerät |
|---|---|---|
| Stammdurchmesser | 11,05–11,1 mm | 25,2-25,4 mm |
| Stopfbuchsendurchmesser | 17,46-17,52 mm | 38,1-38,35 mm |
| Rauheit der Stieloberfläche | 0,40–0,80 μm Ra | 0,40–0,80 μm Ra |
| Tiefe der Stopfbuchse | 19,05 mm ± 1,57 mm | 34,9 mm ± 1,57 mm |
Testverfahren und Fahrradanforderungen
Das Testverfahren umfasst 1510 mechanische Zyklen und 5 thermische Zyklen, wobei trockenes Methangas mit einer Reinheit von mindestens 97 % als Testmedium verwendet wird. Der Prüfdruck reicht von 0 bis 4137 kPag (0-600 psig) und die Temperatur reicht von Umgebungstemperatur bis 260 Grad (500 Grad F).
Die Anforderungen an das mechanische Radfahren variieren je nach Art der Schaftbewegung:
Ansteigender Schaft: Geschwindigkeit von 3–5 mm/s, Hub gemäß Packungsspezifikationen bestimmt
Rotierender Schaft: Geschwindigkeit 10–15 Grad/s, Drehwinkel 90 Grad ±5 Grad
Steigender-und-rotierender Stiel: Kombination beider Bewegungen
Technische Anforderungen für Korrosionsprüfungen
Korrosionstests bewerten die Korrosionswirkung der Packung auf Schaftmaterialien und umfassen zwei Teile: Korrosionstests bei Umgebungstemperatur und Korrosionstests bei hohen Temperaturen.
Korrosionsprüfung bei Umgebungstemperatur
Der Test wird 28 Tage lang bei 22 Grad ± 11 Grad durchgeführt. Das Prüfgerät verwendet eine Druckvorrichtung, um eine Druckspannung von 30 MPa ± 0,69 MPa zwischen der Packung und den Metallproben auszuüben. Verpackungsproben müssen vor dem Test 24 Stunden lang in demineralisiertem Wasser eingeweicht werden.
Hoch-Korrosionstests
Der Hochtemperaturtest wird 35 Tage lang bei 149 Grad ± 17 Grad und 45 bar ± 2,25 bar durchgeführt. Die Prüfapparatur besteht aus Kohlenstoffstahl und ist mit elektrischen Heizelementen oder Heizdecken ausgestattet.
Anforderungen an den Korrosionstestbericht
Der Korrosionsprüfbericht muss Folgendes enthalten:
Mikroaufnahmen jeder Probe bei 100-facher und 200-facher Vergrößerung
Ein beschreibender Bericht über den Grad der Stängelfraßbildung, bewertet in 10 %-Oberflächenschritten
Ein beschreibender Bericht über den Grad der Haftung, bewertet in 10 %-Oberflächenschritten
Technische Anforderungen für die Prüfung von Verpackungsmaterialien
Bei der Prüfung von Verpackungsmaterialien werden die grundlegenden physikalisch-chemischen Eigenschaften der Verpackung bewertet, einschließlich Indikatoren wie Gewichtsverlust, Dichte, Schmiermittelgehalt und auslaugbare Stoffe.
Gewichtsverlusttest für Graphitpackungsringe
Der Test verwendet eine schrittweise Erwärmungsmethode, die bei 150 Grad beginnt, in Schritten von 56 Grad (100 Grad F) bis zu 538 Grad (1000 Grad F) ansteigt und schließlich 24 Stunden lang bei 593 Grad (1100 Grad F) gehalten wird. Gewichtsveränderungen werden gemessen, nachdem jede Temperaturstufe eine Stunde lang gehalten wurde.
Dichtebestimmung
Geflochtene Packungen und Formpackungsringe verwenden unterschiedliche Volumenberechnungsmethoden:
Geflochtene Packung: Volumen=mittlere Länge × Breite × Dicke
Geformter Packungsring: Volumen=π × (Außendurchmesser² - Innendurchmesser²) × Ringdicke / 4
Bestimmung des Schmierstoffgehalts
Zur Bestimmung des Nassschmierstoffgehalts wird das Soxhlet-Extraktionsverfahren mit Dichlormethan als Lösungsmittel und einer Extraktionszeit von ca. 16 Stunden verwendet. Der PTFE-Gehalt wird berechnet, indem der Gesamtfluorgehalt ermittelt und durch einen Referenzkoeffizienten von 0,76 dividiert wird.
Prüfgeräte- und Kalibrierungsanforderungen
API 622 stellt strenge Anforderungen an die Leistung und Kalibrierung von Testgeräten, um die Genauigkeit und Vergleichbarkeit der Testergebnisse sicherzustellen.
Anforderungen an Lecksuchgeräte
Es muss ein Analysegerät für organische Dämpfe mit Flammenionisationsfunktion verwendet werden. Zu den Leistungsanforderungen gehören:
Maximale Wiederholgenauigkeit: ±2,0 ppmv im Bereich von 0–100 ppmv
Mindestnachweisgrenze: Weniger als oder gleich 1,0 ppmv
Maximale Reaktionszeit: 15 Sekunden (von 0 ppmv bis 100 ppmv)
Maximale Erholungszeit: 10 Sekunden (Rückkehr auf 10 % des Ausgangswerts)
Probenflussrate: 0,25–1,5 l/min
Kalibrierungsanforderungen
Lecksuchgeräte müssen täglich anhand von Leckstandards aus porösem oder gesintertem Metall/Keramik kalibriert werden. Die Kalibrierungsstandards sollten innerhalb eines Methandurchflussbereichs von 0,050 ml/min bis 0,100 ml/min liegen und die Kalibrierungsüberprüfung muss mindestens einmal im Jahr durchgeführt werden.
Anforderungen an die Verpackungsqualifikation und Rezertifizierung
Gemäß Kapitel 7 der Norm erfordert jede Änderung am Design des Verpackungssystems eine erneute Zertifizierung, einschließlich, aber nicht beschränkt auf:
Änderungen an Verpackungs-/Dichtungsmaterialien
Änderungen bei den Packungs-/Dichtungsherstellern
Änderungen an Packungs-/Dichtungsmodellen
Änderungen an den Produktionsstandorten für Verpackungen
Diese Anforderung stellt die Konsistenz und Zuverlässigkeit der Packungsleistung sicher und verhindert, dass ungeprüfte Änderungen die Dichtungsleistung in praktischen Anwendungen beeinträchtigen.
Berichtsanforderungen und Dokumentenmanagement
Ein akzeptabler API 622-Verpackungsbericht muss die in Anhang B angegebenen Formulare enthalten:
Prüfbericht über diffuse Emissionen (Tabelle B.1) - statische Leckage nicht über 100 ppmv und keine Einstellung der Schaftdichtung
Vollständige Datenblätter für Umgebungs- und Hochtemperatur-Korrosionstests (Tabellen B.2 und B.3)
Vollständiges Materialtestdatenblatt (Tabelle B.4)
Alle Prüfprotokolle müssen vollständig, genau und nachvollziehbar sein. Prüfeinrichtungen müssen aktuelle Aufzeichnungen über die Kalibrierung der Prüfgeräte führen.
Standard-Implementierungsempfehlungen und Best Practices
Basierend auf den technischen Anforderungen des API 622-Standards werden folgende Umsetzungsempfehlungen vorgeschlagen:
Empfehlungen zur Verpackungsauswahl
Bei der Auswahl von Ventilpackungen sollte den Produkten Vorrang eingeräumt werden, die die API 622-Zertifizierung bestanden haben. Eine geprüfte Packung mit einem Querschnitt von 3,2 mm (1/8 Zoll) kann alle Querschnitte von 3,2 mm bis 6,3 mm zertifizieren, während eine geprüfte Packung mit einem Querschnitt von 6,3 mm (1/4 Zoll) alle Querschnitte von 6,3 mm und mehr zertifizieren kann.
Testplanentwicklung
Es wird empfohlen, einen detaillierten Testplan zu entwickeln, der Folgendes umfasst:
Klare Testziele und Akzeptanzkriterien
Auswahl eines geeigneten Prüflabors
Sicherstellung der Repräsentativität und Rückverfolgbarkeit von Prüfmustern
Aufbau eines vollständigen Dokumentenmanagementsystems
Praktische Anwendungsüberlegungen
Obwohl API 622 standardisierte Testmethoden bereitstellt, muss in praktischen Anwendungen Folgendes dennoch berücksichtigt werden:
Die tatsächlichen Betriebsbedingungen können von den Testbedingungen abweichen
Die Qualität der Packungsinstallation hat einen erheblichen Einfluss auf die Leistung
Die Notwendigkeit einer regelmäßigen Wartung und Inspektion
Schulungs- und Qualifikationsanforderungen für Bediener
API 622 Ventil auf Lager
